Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA SEPARAÇÃO DE PRODUTOS NATURAIS POR TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS Lucas Renan de Souza Gomes RA: 99525 Lucas Gabriel de Paula RA: 108874 Débora Figueiredo Uhdre RA: 104895 Maringá, maio de 2019 1.INTRODUÇÃO Desenvolvida por Mikhail Semenovich Tswett, botânico russo, em 1900, a primeira técnica cromatográfica consistiu em separar pigmentos de plantas através de uma coluna de absorção contendo carbonato de cálcio. Posteriormente em 1941, os pesquisadores Archer John Martin e Richard Laurence Millington Synge, desenvolveram o método cromatográfico utilizado atualmente que emprega duas fases líquidas. Em linhas gerais a cromatografia é uma técnica analítica de separação e purificação que ocorre quando determinado líquido (mistura de interesse para separar) passa por duas fases: uma estacionária e outra móvel. De acordo com interações e afinidade molecular os componentes da mistura se dissociam entre si quando o líquido passa por essas duas fases, haja vista a interação entre os componentes e as fases. É importante ressaltar as definições de fase móvel e fase estacionária, uma vez que são termos essenciais para o entendimento das técnicas cromatográficas. A fase móvel é um líquido ou um gás a qual “arrasta” as substâncias que queremos isolar por interação molecular, os componentes que queremos isolar apresentam mais afinidade com a fase móvel. Já a fase estacionária ou como também é chamada, fase fixa, a substância que está sendo separada fixa-se na superfície de um material adequado para visualização, como um papel filtro por exemplo. Todos os tipos de técnicas cromatográficas se diferem pelo comportamento da mistura a ser separada entre a fase móvel e a fase fixa. Podemos exemplificar este conceito pensando em uma mistura entre pó de ferro e pó de basalto sobre a superfície de uma mesa, se aproximarmos um imã sobre toda a extensão da mistura, grande parte do ferro será atraído ao superfície do imã. Analogamente, podemos associar o ímã como sendo a fase móvel e a superfície da mesa a fase fixa. Existem vários tipos de técnicas cromatográficas que se diferenciam de acordo com o sistema cromatográfico: coluna e planar, quanto o tipo da fase fixa e móvel: gasosa ou líquida, e também de acordo com o tipo de separação: afinidade, adsorção e etc. Para a prática realizada, é interessante ressaltarmos a cromatografia em camada delgada pois foi esta utilizada para separação da mistura. Coloca-se na fase fixa (placa de sílica) a mistura a ser separada, 1 cm mais ou menos da borda da placa. Dentro de uma cuba contendo o líquido que irá atuar como fase móvel, o papel é posicionado de modo que a mistura colocada não toque o líquido que irá realizar o “arraste” . Conforme a fase móvel sobe no papel por capilaridade percebe-se que as substâncias vão seguindo o líquido, por interação. Dependendo da força entre a interação substância – fase móvel, a “corrida” é mais lenta quando essa interação for forte e rápida quando fraca. Podemos definir a partir dessas informações o conceito de Rf (fator de retenção). Ao final da corrida cromatográfica, tem-se a distância total percorrida pela fase móvel e vários pontos obtidos na fase fixa, que dizem respeitos aos diferentes compostos da mistura inicial. A razão entre a distância percorrida pelo componente e a distância total percorrida pela fase móvel é chamada de fator de retenção. Rf = Dc/Dfm Dc = distância percorrida pelo componente Dfm = distância percorrida pela fase móvel Quanto maior for o fator de retenção, maior a distância percorrida pelo componente, logo mais fraca a interação com a fase móvel, e vice-versa. 1.2 PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS HEXANO Massa molecular: 86,14 g/mol Ponto de ebulição: 68,7°C Ponto de Fusão: -94°C Densidade: 3,0 Solubilidade: Solúvel em água ACETONA Massa molecular: 58,08 g/mol Ponto de Ebulição: 56,1°C Ponto de fusão: -94,6°C CLOROFÓRMIO Ponto de fusão: -63°C Ponto de ebulição: 61,5°C Toxicidade: Aguda, pode causar danos graves se inalado. Fórmula molecular: CHCl3 SULFATO DE SÓDIO ANIDRO Massa molar: 142,04 g/mol Densidade: 2,68 g/cm3 Ponto de fusão: 884°C Solubilidade em água: 4,76g/100mg 3. OBJETIVOS A prática tem como objetivo realizar a separação de compostos presentes em algumas folhas, utilizando o método de cromatografia em camada delgada. 4. Procedimento Experimental 4.1 Preparação do extrato: Para preparação do extrato utilizado na análise foi necessário algumas folhas de uma planta qualquer, essas folhas foram postas em um almofariz e com o auxílio de um pistilo amassamos as folhas junto a uma mistura de hexano com acetona, após triturar bem essa mistura, a mesma foi filtrada, para isso utilizamos um papel filtro e um funil, a mistura filtrada foi diretamente para um funil de separação líquido-líquido, onde junto a essa mistura foi adicionado 10 ml de água, fez se a separação, descartou se a fase aquosa e repetiu o processo com mais 10 ml de água, a fase orgânica que permaneceu no funil de separação, foi transferida para um Erlenmeyer onde foi adicionado sulfato de sódio anidro, agente secante que auxilia na retirada de água, após alguns instantes, o sulfato de sódio fez seu papel, então a substância foi submetida a uma nova filtração, onde a fase orgânica foi captada em um balão de fundo redondo que se encaixa perfeitamente no aparelho rotaevaporador que há no laboratório, a substância ebuli mais rápido e a uma temperatura mais baixa devido ao vácuo que a máquina proporciona, e após alguns minutos a substância se reduz e fica mais concentrada, que é o objetivo. 4.2 Desenvolvimento do cromatograma: Após a evaporação, preparou-se uma cuba, utilizando um béquer e um papel filtro. Dentro da mesma, foram colocados cerca de 30 mL de clorofórmio, tapamos o sistema com um vidro de relógio e reservou até o preparo da placa. Para a montagem da placa utiliza-se um tubo capilar para fazer a aplicação da substância na fase estacionária, a substância foi aplicada em três pontos da placa com diferentes concentrações, e em seguida a placa foi posta dentro da cuba tomando o cuidado para que o solvente não ultrapassasse os pontos. Ao final da corrida, a placa foi retirada e a frente do solvente foi marcada. O solvente na placa evaporou e então observamos as manchas resultantes, feito isso, preparou-se outra cuba, agora contendo uma mistura de clorofórmio e acetona devidamente preparada seguindo as proporções propostas (9:1) e então repetimos o processo com a mesma placa. 4.3 Cromatografia da cafeína: Primeiramente, montamos uma cuba do mesmo modo que o experimento anterior, Adicionou-se uma pequena quantidade de clorofórmio nos frascos contendo a cafeína padrão, a cafeína extraída no experimento da aula anterior e acafeína proveniente de um analgésico comprimido. Aplicou-as com um capilar na placa de sílica. Ao término da corrida, removeu-se a placa e utilizou-se o revelador Dragendorff para tornar os compostos visíveis. 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO Houve a aplicação de três pontos sobre a placa de sílica (polar), sendo a primeira em menor concentração, a segunda em concentração intermediária e, a terceira em maior concentração. Porém só calculamos o Fator de Retenção (Rf) apenas para o ponto em que a presença dos componentes da planta foi percebida com maior facilidade, facilitando na mensuração da distância percorrida por cada componente. Através da cromatografia foi possível notar a presença de xxx principais pigmentos presentes na planta, os quais estão dispostos na tabela 1 a seguir: Tabela 01. Pigmentos identificados no processo de extração PIGMENTOS COR B-caroteno Amarelo-laranja Feofitina A Cinza Feofitina B Cinza claro Clorofila A Verde-azulado Clorofila B Verde Xantofilas Amarelo 5.2 Cromatograma com a utilização de clorofórmio como eluente: Ao término da primeira corrida, foi possível observar que a amostra de B-caroteno que apareceu como uma mancha alaranjada, interagiu mais com o eluente, percorrendo uma distância maior em relação às demais na placa de sílica. Logo, podemos afirmar que o Betacaroteno é o pigmento mais apolar dos seis observados. Em contrapartida, as amostras de xantofilas que aparecem como manchas amarelas e clorofila a e b, como manchas verdes, interagiram mais com a fase estacionária, percorrendo uma menor distância na placa. Dessa forma, foi possível inferir que o caráter polar é maior, em ordem decrescente, nos pigmentos de xantofila, clorofila b e clorofila a. Os pigmentos de feofitina a e b ficaram posicionados entre a clorofila a e o B-caroteno. Portanto, ambos apresentam caráter polar maior que o B-caroteno e menor que a clorofila a, sendo que a feofitina a é menos polar que a feofitina b, pois percorreu uma distância menor na placa. Ao preparar uma mistura de clorofórmio e acetona, aumentamos a polaridade da substância a qual submetemos novamente a placa para uma nova corrida, isso proporcionou às xantofilas, clorofilas a e b e feofitinas a e b uma maior interação com a fase móvel, assim, estas substâncias apresentaram uma melhor distribuição na placa, em comparação com a distribuição obtida na primeira corrida, visto que foi possível diferenciar as clorofilas e as feofitinas. Considerando que a distância percorrida pela frente do solvente foi de aproximadamente 7,3 cm, calculamos a distância de cada substância presente na aplicação de maior concentração através do fator de retenção (Rf) , cujos dados estão dispostos na tabela 2 abaixo. Tabela 2 – Fator de retenção dos pigmentos observados na cromatografia com eluente clorofórmio. PIGMENTOS FATOR DE RETENÇÃO (cm) B-caroteno 0,79 Feofitina a 0,54 Feofitina b 0,52 Clorofila a 0,32 Clorofila b 0,20 Xantofilas 0,13 Observando os dados obtidos é possível ver que procede a informação de que a fase estacionária por ter caráter mais polar, retém substâncias polares, assim como também é possível constatar que a fase móvel por ser Apolar leva consigo as substâncias apolares que tem mais dificuldade para se associar a placa fazendo com que a mesma percorra um caminho maior, e vemos isso no fator de retenção, compostos mais polares ficam mais retidos n a placa e apresentam menores valores de Rf, enquanto os menos polares (ou mais apolares) percorrem maiores distâncias e apresentam maiores valores de Rf. A adição de clorofórmio e acetona a o meio também proporcionou uma melhor redistribuição dos componentes que haviam interagido pouco com a fase móvel, os quais são, as xantofilas, clorofilas a e b e feofitinas a e b. 5.3 Cromatografía de cafeína Como a amostra de cafeína estava em estado sólido, utilizamos cetona para solubilizar as amostras que eram, uma amostra padrão, uma amostra proveniente de uma pílula de analgésico e a amostra proveniente do produto de aulas passadas. Após diluir todas as amostras, com o auxílio de um tubo capilar, foi disposta em uma placa placa de sílica uma quantidade de cada uma das substâncias contendo a cafeína, essa placa foi colocada dentro de uma cuba com solvente para realizar a corrida. Após o término da corrida, foi muito difícil notar a separação, pois havia ficado incolor, e em razão disso, foi necessária a utilização do revelador Dragendorff. Quando o cromatograma foi disposto em uma câmara na presença do revelador Dragendorff, notou-se a mudança de coloração das três amostras, as quais alteraram para uma coloração predominantemente amarronzada. Além disso, por ter possibilitado a revelação da amostra pura, tem -se que este revelador também proporciona a identificação de pureza da substância. Sendo assim, para a revelação de alcalóides, por exemplo, a cafeína, é indicada a utilização do revelador Dragendorff. 6. CONCLUSÃO Com este experimento, pode-se afirmar que através da cromatografia em camada delgada é possível visualizar e identificar alguns pigmentos presente na planta, como o betacaroteno, as feofitinas, as clorofilas e as xantofilas. Além disso foi possível conferir a utilização da cromatografia em camada delgada para determinar a pureza dos compostos isolados como no caso da cafeína. Como também a necessidade de utilização de reveladores em substâncias incolores. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1- Degani, A. L. G.; Class, Q. B.; Vieira, P. C. – Cromatografia um breve ensaio. Química Nova na Escola, nº 7, p. 21-25 Maio 1998. 2 -Silva, V. A., Almeida, T. S., d e Oliveira, J. E., Milagre, H. M., Nascim ento, I. R. CROMATOGRAFIA EM CAMADA DELGADA. UNESP, 2013 3-http://www.iq.usp.br/wjbaader/qfl2343/Coloquio_CCD_2013.pdf 4-Bonafé, C.; Oliveira, C.; Lima, G. Z.; Cavagni, G.; Rodrigues, J .; Mistura, C. M., Hermes, T . A. R. Produção de tintas com a utilização de pigmentos vegetais: favorecendo a abordagem interdisciplinar no ensino de Química. EDEQ n. 33, 2013 5-N. M.; Canterle, L. P .; Can to, M. W .; Hecktheuer, L. H. H. As clorofilas. Ciência Rural, Santa Maria, v.35, n.3, p.748-755, mai -jun, 2005 6-Flavonóides. Disponível em: <http://www.infoescola.com/bioquimica/flavonoides/>.
Compartilhar